孫文釗，張廷山，張 喜，王旭旭，席家輝，欒雪瑩

（1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠，甘肅慶陽(yáng) 745400；3.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué)，四川成都 610500）

蠡縣斜坡是冀中坳陷油氣勘探重要的地區(qū)之一[1]，研究區(qū)西柳10斷塊位于蠡縣斜坡中北部北東邊緣（見圖1）。隨著該區(qū)塊勘探不斷深入，暴露出產(chǎn)層橫向變化劇烈、油水關(guān)系復(fù)雜等問(wèn)題。而前人已對(duì)蠡縣斜坡古近系開展過(guò)不同程度的沉積相研究，大多數(shù)人認(rèn)為沙河街組沙三段主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積[2-5]，但前人的認(rèn)識(shí)只適用于明確整個(gè)蠡縣斜坡的勘探思路，沉積相研究的精度不足以為勘探有利區(qū)的下步有效預(yù)測(cè)和解決研究區(qū)油藏開發(fā)中的難題提供可靠依據(jù)。因此本文從研究區(qū)10余口井的巖心觀察入手，再通過(guò)對(duì)錄井、測(cè)井等資料的綜合分析，較系統(tǒng)地開展對(duì)冀中坳陷蠡縣斜坡中北部西柳10斷塊主力產(chǎn)層沙三段的沉積微相精細(xì)研究，并精細(xì)刻畫砂體展布特征，以期為解決該區(qū)塊及鄰區(qū)勘探和開發(fā)中的難題提供可靠依據(jù)。

圖1 研究區(qū)平面位置及構(gòu)造分布圖（據(jù)劉金龍等，2016）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

饒陽(yáng)凹陷是渤海灣盆地冀中坳陷中含油氣資源豐富的凹陷之一。蠡縣斜坡位于饒陽(yáng)凹陷西北部，是在前古近紀(jì)古隆起上繼承性發(fā)育起來(lái)呈北東走向的一個(gè)大型寬緩斜坡[6]，該斜坡為高陽(yáng)古背斜的東翼，整體呈西抬東傾、北高南低[7]。西柳10斷塊位于蠡縣斜坡中北部北東邊緣，斷塊主斷裂近東西向展布，整體呈現(xiàn)北西高南東低的態(tài)勢(shì)，距離東部生油凹陷較近[8]。研究區(qū)古近系發(fā)育地層從老到新依次為孔店組、沙河街組、東營(yíng)組；沙河街組自下而上分為沙四段（Es4）、沙三段（Es3）、沙二段（Es2）、沙一段（Es1）。目前已發(fā)現(xiàn)的含油層系為沙三段、沙二段、沙一下亞段，其中，沙三段為主力含油層系，該段劃分為沙三下亞段與沙三上亞段，沙三下亞段自下而上再細(xì)分為Es3II-2、Es3II-1兩小層，上亞段自下而上細(xì)分為Es3I-4、Es3I-3、Es3I-2、Es3I-1四小層。

蠡縣斜坡在沙河街組沉積時(shí)期經(jīng)歷了初期沉積較少到發(fā)育大量辮狀河三角洲和湖相沉積的轉(zhuǎn)變；到沙三晚期，該斜坡整體發(fā)育大面積辮狀河三角洲相[9]。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)特征

通過(guò)巖心觀察表明，研究區(qū)沙三段砂巖以灰褐色、灰白色為主，泥巖以紫紅色、褐色為主（見圖2）?；野咨从沉巳踹€原-弱氧化條件，灰褐色、紫紅色、褐色反映了氧化條件。綜合以上整體顏色特征說(shuō)明研究區(qū)沙三段沉積時(shí)期以氧化沉積環(huán)境為主。

圖2 西柳10斷塊沙三段泥巖與砂巖巖心照片

研究區(qū)沙三段砂巖以灰白色細(xì)砂巖與粉砂巖為主，還發(fā)育較少泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖。研究區(qū)砂巖以巖屑長(zhǎng)石細(xì)砂巖為主。

圖3 沉積構(gòu)造巖心照片

綜合以上砂巖與泥巖的顏色特征及巖性特征，均反映出研究區(qū)沙三段沉積時(shí)期發(fā)育三角洲平原沉積。

2.2 沉積構(gòu)造

通過(guò)觀察沙三段巖心發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)主要發(fā)育的層理有塊狀層理、平行層理、砂紋交錯(cuò)層理，其中塊狀層理反映辮狀河道的快速沉積特征（見圖3-c），平行層理也代表了較強(qiáng)水動(dòng)力條件下的沉積環(huán)境（見圖3-b），而粉砂巖中發(fā)育的大量砂紋交錯(cuò)層理，反映灘間充填砂體與河道邊緣較低能沉積環(huán)境（見圖3-d）。上述層理均屬于流動(dòng)成因的沉積構(gòu)造，反映出研究區(qū)沙三段沉積時(shí)水動(dòng)力能量的快速變化，且具有“牽引流”沉積特征。大量發(fā)育的沖刷面為典型的河道底部沉積，其向上往往分布分選磨圓較差的礫石，常呈疊瓦狀排列（見圖3-a）；在灰白色粉砂巖中發(fā)現(xiàn)的碳化植物化石碎片指示三角洲平原沉積環(huán)境（見圖3-e）。

3 測(cè)井相特征

通過(guò)總結(jié)取心井測(cè)井曲線形態(tài)與沉積微相之間的關(guān)系，進(jìn)而可利用測(cè)井曲線對(duì)未取心井的沉積微相進(jìn)行識(shí)別與劃分。本次分析研究區(qū)5口取心井及31口未取心井的自然伽馬曲線（GR），發(fā)現(xiàn)主要有4種測(cè)井曲線形態(tài)，分別為箱形、鐘形、鋸齒形以及指形。

3.1 箱形

研究區(qū)“箱形”曲線GR值低，曲線幅度較高，弱齒化-齒化，規(guī)模4 m～8 m居多，對(duì)應(yīng)巖性多為中-厚層細(xì)砂巖，發(fā)育塊狀層理，為典型的心灘微相。以研究區(qū)10-142井沙三下亞段中部GR曲線為例，該段曲線呈弱齒化“箱形”，厚度約為5 m，頂?shù)拙鶠橥蛔兘佑|，表明水體能量變化快（見圖4-a）。

3.2 鐘形

該類型曲線GR值高于“箱形”曲線低于“鋸齒形”曲線，多見由下至上值逐漸升高，少見由上至下升高或由上下向中間減少，中-高幅，齒化，對(duì)應(yīng)巖性主要為粉砂巖，其次為粉-細(xì)砂巖及少量泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育沉積構(gòu)造有沖刷面，板狀交錯(cuò)層理，對(duì)應(yīng)灘間充填微相。以研究區(qū)西柳109井沙三下亞段下部GR曲線為例，曲線頂?shù)拙鶠闈u變式，反映物源逐漸減少，水體能量逐漸減弱（見圖4-b）。

3.3 鋸齒形

圖4 西柳10斷塊沙三段測(cè)井曲線特征與沉積相類型

該類型曲線GR值較高，曲線幅度變化較大，一般為中-低幅，對(duì)應(yīng)巖性較復(fù)雜，多為薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層，還有少量泥巖與粉砂巖，泥質(zhì)含量較高，發(fā)育砂紋交錯(cuò)層理，對(duì)應(yīng)河道邊緣微相。以研究區(qū)西柳10-142井沙三下亞段中部GR曲線為例，中-低幅，齒化程度較高，曲線頂?shù)拙鶠闈u變式，表明水體能量較弱但變化速度較快。

3.4 指形

該類型曲線GR值高，曲線幅度變化較大，光滑狀-齒化狀，巖性為泥巖夾薄粉砂層，為河漫灘微相。以研究區(qū)109井沙三上亞段下部GR曲線為例，可看到呈弱齒化-齒化且接近泥巖基線背景下的“指狀”曲線，頂?shù)拙鶠橥蛔兘佑|，說(shuō)明水動(dòng)力條件極弱，物源供應(yīng)極少。

4 沉積相類型及特征

通過(guò)系統(tǒng)整理巖心照片及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，在深入分析沙三段巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造和測(cè)井曲線形態(tài)等相標(biāo)志的基礎(chǔ)上，通過(guò)巖心精細(xì)觀察與測(cè)、錄井資料綜合分析，結(jié)合區(qū)域沉積背景，認(rèn)為冀中坳陷蠡縣斜坡西柳10斷塊沙三段整體表現(xiàn)為強(qiáng)氧化-弱氧化環(huán)境下的陸上碎屑沉積，發(fā)育辮狀河三角洲相，結(jié)合前人認(rèn)識(shí)[10，11]，主要屬于辮狀河三角洲平原亞相，識(shí)別出心灘、灘間充填、河道邊緣、河漫灘等4種微相。

4.1 辮狀河三角洲相

蠡縣斜坡沙三段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，亞相再細(xì)分為心灘、灘間充填、河道邊緣及河漫灘等微相。

4.1.1 心灘微相 研究區(qū)沙三段心灘微相，為多期辮狀河道快速遷移、疊加后所保留下來(lái)的良好儲(chǔ)集灘砂體，巖性以中-厚層細(xì)砂巖為主，發(fā)育塊狀層理，無(wú)韻律，GR測(cè)井曲線形態(tài)呈中-高幅“箱形”，砂體厚度為2.5 m～7 m。

4.1.2 灘間充填微相 灘間充填微相為經(jīng)過(guò)頻繁遷移改道后辮狀河道內(nèi)充填的、儲(chǔ)集性相對(duì)較差的沉積砂體，該砂體砂巖顆粒粒徑相對(duì)較小且泥質(zhì)含量相對(duì)較高，分布于辮狀河道內(nèi)緊鄰心灘砂體，分布規(guī)模較大，巖性以粉砂巖為主，其次為薄層粉-細(xì)砂巖及少量泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育板狀及砂紋交錯(cuò)層理，GR測(cè)井曲線以鐘形為主，齒化明顯，GR值高于心灘但低于河道邊緣微相，一般厚度為0.5 m～2.5 m。

4.1.3 河道邊緣微相 河道邊緣微相為河道遷移過(guò)程中河道間形成的薄層砂沉積，代表了辮狀河道中河流作用較強(qiáng)、物源供應(yīng)充分時(shí)滿溢作用形成的產(chǎn)物，緊鄰河漫灘，其分布規(guī)模較小，儲(chǔ)集性差，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及粉砂巖為主，泥質(zhì)含量高，發(fā)育砂紋交錯(cuò)層理，GR測(cè)井曲線形態(tài)多呈鋸齒形，低-中幅，曲線幅度變化大，一般為0.2 m～2 m厚。

4.1.4 河漫灘微相 河漫灘微相為辮狀河道間的泥質(zhì)沉積，巖性以泥巖為主，常見中-厚層泥巖夾薄層粉砂巖，不發(fā)育明顯的沉積構(gòu)造，GR曲線值高，以指形為主，呈光滑狀-齒化狀。

5 沉積微相展布特征

通過(guò)研究沉積微相展布可以比較直觀地解釋沉積相的時(shí)空展布和演化規(guī)律。本次以各沉積微相巖石學(xué)特征及其對(duì)應(yīng)的測(cè)井相特征為依據(jù)，結(jié)合物源體系特征[5，6]，以小層為編圖單位，從縱向展布與平面展布兩方面來(lái)分析研究區(qū)沙三段沉積微相空間展布規(guī)律。

5.1 微相縱向展布

在明確劃分識(shí)別單井沉積微相的基礎(chǔ)上，結(jié)合物源方向，在研究區(qū)建立6條北西-南東向（順物源）沉積微相連井剖面，4條北東-南西向（近垂直物源）沉積微相連井剖面，綜合所有剖面特征發(fā)現(xiàn)研究區(qū)沙三段整體發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，心灘砂體較為發(fā)育且側(cè)向連續(xù)性較好，整體發(fā)育大規(guī)模灘間充填微相，灘間充填砂體包圍心灘與河漫沉積，河漫灘呈無(wú)規(guī)律分布。以位于研究區(qū)中北部的西-東向10-122井—10-77井沙三段沉積微相連井剖面（近垂直物源）為例，心灘砂體厚度一般為2 m～6 m。10-84井與10-77井Es3I-1小層上部與中部，10-98井與10-96井Es3I-3小層中下部，10-122井、10-98井、10-96井與10-84井Es3I-4小層上部，10-96與10-84井Es3I-4小層下部，10-122井與10-98井Es3II-1小層下部，心灘砂體均呈厚層連續(xù)狀分布；各小層中也見較多不同規(guī)模孤立狀心灘砂體。灘間充填砂體大規(guī)模分布在整個(gè)沙三段。

5.2 微相平面展布

圖5（a） Es3I-3 沉積微相平面圖

圖5（b） Es3I-3 砂體平面展布圖

西柳10斷塊沙三段平面上都屬于辮狀河三角洲平原亞相，研究區(qū)內(nèi)辮狀河道呈北西-南東向大范圍展布，河道寬度變化范圍大，在幾百米至幾千米之間，其中，沙三下亞段各小層均發(fā)育三期河道，上亞段各小層均發(fā)育兩期河道。在沙三段沉積微相平面展布中，心灘微相為河道中的主要單位，也呈不規(guī)則透鏡體狀北西-南東向展布在河道中，單個(gè)心灘砂體厚度通常為2 m～7 m；晚期灘體多在早期灘體的基礎(chǔ)上形成，且大多在順河道垂向與側(cè)向上形成較好的疊置關(guān)系，整體表現(xiàn)出良好的繼承性；灘間充填微相大范圍分布在心灘與河道邊緣之間，砂體厚度小于2 m。河漫泥巖微相常呈不規(guī)則長(zhǎng)條狀?yuàn)A在辮狀河道之間，一般發(fā)育較少。就研究區(qū)沙三段6小層的平面相展布特征而言，物源主要來(lái)自于西北部，辮狀河道發(fā)育，心灘及其疊置部分為優(yōu)勢(shì)沉積相帶，各小層平面相展布之間具有較好的繼承性。現(xiàn)以Es3I-3小層和Es3I-1小層為例，分述微相平面展布特征如下：

Es3I-3小層在繼承Es3I-4小層沉積微相展布格局的基礎(chǔ)上，西部河道稍有變窄，寬度范圍為2 230 m～2 606 m，東部局部河道變窄，為829 m～1 468 m。心灘砂體展布方向不變，西部灘體數(shù)量增多且規(guī)模變大，中東部灘體相對(duì)偏小，灘體砂厚一般為2.5 m～7 m，局部可達(dá)8 m，西部砂體相對(duì)更厚；下部灘體整體發(fā)育規(guī)模大于上部灘體，說(shuō)明該時(shí)期水動(dòng)力條件由強(qiáng)變?nèi)?，物源供?yīng)逐漸減少。灘間充填微相包圍心灘大范圍分布在河道中，砂厚較薄，一般為0.5 m～2 m厚。河漫灘規(guī)模小且發(fā)育少，多呈不規(guī)則條帶狀分布，但在中西部分布的河漫灘順河道延伸較遠(yuǎn)，將研究區(qū)西部主河道與中東部河道完全阻隔（見圖5）。

Es3I-1小層沉積時(shí)期，物源供應(yīng)再次增多，整體辮狀河道寬度有所增大，西部河道進(jìn)一步萎縮，西部河道為437 m～876 m寬，中東部1 375 m～1 875 m寬。心灘體數(shù)量增多，東部心灘規(guī)模仍較大，向西逐漸較小，砂體厚度為2 m～7 m，局部可達(dá)8 m；上部灘體多形成于下部灘體中下部，其大多在空間上形成較好的疊置關(guān)系，僅少量灘體呈孤立分布。河漫灘主要分布在西部與中部。

6 結(jié)論

（1）研究區(qū)沙三段的巖性及沉積構(gòu)造綜合反映了三角洲平原沉積環(huán)境特征。箱形、鐘形、鋸齒形以及指形的GR曲線形態(tài)大體指示了心灘、灘間充填、河道邊緣、河漫灘等微相類型的存在。

（2）沙三段各小層辮狀河道均呈西北-東南向展布，分布廣泛，心灘砂體發(fā)育且大多在空間上相互疊置，灘間充填砂體包圍心灘充填在河道中，河漫灘呈不規(guī)則長(zhǎng)條狀分布于河道間。